Глубинная насосная установка Советский патент 1981 года по МПК F04B47/08 

(54) ГЛУБИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

1

Шобретёние относится к добыче нефти с больших глубин и касается глубинных насосных установок.

Известна глубинная насосная установка, содержащая глубинный насос, соединенный гидроштангой, заполненной двумя рабочими жидкостями, изолированными одна от другой разделителем, систему управления и расположенный на поверхности силовой насос с аккумулятором на нагнетательной линии 1 .

В известной глубинной насосной установке рабочая жидкость в гидроштанге в процессе работы циклично испытывает переменноедавление, что связано с ее деформацией. Затрачивавшая на деформацию энергия снижает КПД установки.

Известна также глубинная насосная установка, содержащая расположенный на поверхности силовой насос, сливной бак, систему управления, глубинный насос с гидроприводом, на сливной линии которого установлен аккуйулятор для возврата энергии, затраченной на сжатие жидкости 2.

Однако в этой устновке установленный на сливной линии аккумулятор не позволяет управлять процессом отвода отработанной рабочей жидкости в сливной бак при оптимальных скоростях. Кроме того, не используется избыточное давление, создаваемое давлением пласта. Все это снижает КГЩ установки в целом.

Цель изобретения - повышение КПД установки.

10

Указанная цель достигается тем, что на сливной линии перед аккумулятором установлен трехпозиционный распределитель с подпружиненным золотником и сообщающимися попеременно

15 со сливной линией тремя выпускными линиями, первая из которых связана непосредственно с входом в силовой насос, вторая - со сливным баком, а третья - через обратный клапан с

20 входом в силовой насос, а через перепускной клапан - с аккумулятором, который соединен через предохранительный клапан также с входом в силовой насос.

25

На фиг. 1 изображена принципиальная схема глубинной насосной установки; на .фиг. 2 - трехпозиционный распределитель в первой позиции; на фиг. 3 - трехпозиционный распределитель во второй позиции; на фиг.4 -трехпозиционный распределитель в третьей позиции.

Глубинная насосная установка содержит глубинный насос 1, установленный на пакере 2 в скважине 3. Насос 1 имеет гидропривод с гидроштангой 4, Гидроштанга 4 снабжена разделителем 5 с системой б управления. На поверхности расположены силовсй насос 7 и гидроаккумулятор 8 установленный на нагнетательной лнйин насоса 7. На сливной линии 9 ; гйяроприводж с гидрсйитангай 4 установлены аккумулятор 10 для возврата энергии, затраченнойна сжатие жйдкоЬти, и трехпознционный распределитель 11 для подачи потока отработанной жидкости. Распределитель 11 вк/иочает в себя золоч ик 12 с канаяа ш 13 и 14 и пружинами 15 и 16, расположениш ш код золотником 12, Корпус распределители 11 включает три BfcwycKHfeae литнии. Первая выпускная линия 17 соединена непосредственно с входом 18 насоса 7. Вторая выпускная линия 19 соединена со сливньи баком 20. Третья вьтускная линия 21 через обратный клапан 22 связана с входом 18 насоса 7, а через перепускной клапан 23 - с аккумулятором 10. Аккумулятор 10 соединен через предохранительньй клапан 24, канал 14 золотника 12 и выпускную линию 17 с входе 18 насоса 7.

.Глубинная насосная установка работает след1Од Цим образом.

С нусксна насоса 7 давление рабочей жидкости через систему 6, которая в исходном полсжейни пропускает жидкость к гидройгганге 4, воздействует на насос 1. Поршни насоса 1 в исходном положении находятся вверху под действием гидравлического дебалансира, образующегося в гадроприводе глубинной насосной установки.

Зйубинный насос « установка в целсял совершают ци1у нагнетания. С завершением цикла нагнетания, когда по{шни насоса 1 остановятся, система б отключает насос 7 от гидроштангя 4 и соединяет последакш с линией 9, В этом положении под действием гидравлического дебалансира и давления пласта поршни насоса 1 будут возвращаться б верхнее полс 1енме и зв1ш1ест0лять цикл всасывания. За STOT период насос 7 наплетает рабочую жидкость S гидроаккумулятор 8.

В npoJtecce работы глубинной насоной установки при каждс цикле нагнетания рабоч&я жидкость, saknMweHная гйдрсяатанге 4, деформируется. С переключением цикла нагнетания на 4в1кл всасывания энергия сжатой щкдкостй регенерируется слеяукааим Отработанная рабочая жидкость йэ.еливаой линии 9, подведеяи&я к рас1фе«делителю 11 г опускает его золотник 12, сзкимая пружины 15

и 16, в нижнее положение. Рабочая жидкость при этом поступает из сливной линии 9 через первую выпускную линию 17 на вход 18 насоса 7. Насос 7 перекачивает напряженную жидкость из гидроштанги 4 в гидроаккумулятор 8 (фиг. 2). В период разрядки отводимой рабочей жидкости из гидроштанги 4 насос

7соответственно давлению на его входе 18 сокращает потребление энергии извне для перекачки в гидроаккумулятор 8, чем и достигается рекуггерация энергии, затраченной на деформацию рабочей жидкости в гйдроштанге 4 при цикле нагнетания.

По мере разрядки отводимой рабочей жидкости Давление в сливной линии 9 понижается, и пружийа 15 поднимает золотник 12, переводя распределитель 11 во вторую позицию (фиг. 3), при которой рабочая жидкость под усилием гидравлического дебалансира и давления пласта по каналу 13 золотника 12 и линии. 21 будет отводиться через клапан 23 в аккумулятор iff одИовременно через клапан 22 на вход 18 насоса 7, по следний работает с использованием избыточного давления дебалансира и давления пласта, в этой же позиции распределителя 11, когда усилие гидравлического дебалансира и давления пласта недостаточно для заполнения аккумулятора 10, отработанная рабочая жидкость через клапан 23 отводится в бак 20.

Но оконча«ии действия гидравлического дебалансира и давления пласта на отводимую рабочую жидкость пружина 16 переместит золотник 12 в верхнее положение, и распределитель 11 примет третью позицию (фиг. 4), при которой отработанная рабочая жидкость по каналу 13 золотНика 12 через линию 19 будет отводиться в бак 20 и одновременно через клаПан 25 перекачиваться насосом 7, При т1ретьей позиции распределителя 11 накопленная в аккумуляторе 10 за предьщуадйй период (фиг. 3) отработанная рабочая жидкость через клапан 24 и линию 17 будет поступать на вход 18 HoicOca 7 при закрытом клапане 25,

8этот период отработанная рабочая жид-кость из гидрсиитанги 4 будет отВОДИТЬСЯ только в бак 20.

Таким образом, предлагаемая глубинная илсосная установка благодаря использоганию энергии, затрачиваемой иа сжатие рабочей жидкости и энергия давления пЛаста, обеспечивает более ВЫСОКИЙ КЩ установки.

Формула изобретения

Глубинная насосная установка, содержащая расположенный на поверхности СИЛОВОЙ насос, СУ1ИВЯОЙ бак, систему управления, глубиниый насос с гидроприводом,на сливной линии которого установлен аккумулятор для возврата энергии, затраченной на скатие жидкости, о т л и ч а ю &( а я с я тем, iiTo, с целью поашгвния КПД установки, на сливной ЛЁГКИЙ перед аккумулятором уетано лв« позиционный распределитель с nofiirpyжиненным эолотнйком и сооб1да19ЩИ В1ся попеременно со сливной линией тремя выпускными линиями, первая из которых связана непосредственно с входом в силовой насос, вторая - со

сливньм баком, а третья - средйненас входом в СИЛОВОЙ насос через обрат ный кяапан, а через перепускной клепан - с ткукуяяторсм, KOTOftiA через предцохр шителья клапан также сообщен с ВХОДСЯ4 9 силовой насос. Источники информации, принятые во вйимание П{Н1 экспертизе

2.Авторское свидетельство бССР 120131, кл. F 04 В 47/08, 1957 (прототип).